Что относится к базам данных

Какие бывают базы данных

Объясняем на картинках.

Базы данных — это способ упорядочить информацию так, чтобы компьютер мог с ней легко работать, а человек мог пользоваться этими данными как ему удобно. Мы уже писали о базах данных в общем, теперь углубимся.

👉 Это знания скорее из области информатики, чем прикладного программирования. Если вы просто делаете сайты или обслуживаете интернет-магазин, вероятнее всего, вам из этого понадобятся только реляционные базы данных. Но когда вы захотите сделать более сложные приложения — например рекомендации товаров, — вам потребуются знания о других типах баз.

Считайте, что эта статья для расширения кругозора.

Три основных типа

В зависимости от того, какие данные нужно в ней хранить и как с ними работать, базы делятся на реляционные и нереляционные:

Реляционные

Реляционные базы данных ещё называют табличными, потому что все данные в них можно представить в виде разных таблиц. Одни таблицы связаны с другими, а другие — с третьими. Например, база данных покупок в магазине может выглядеть так:

Смотрите, у магазина есть две таблицы — с товарами и покупателями. Но когда один из них что-то покупает, то данные попадают в третью таблицу. В ней есть своя информация (количество купленных товаров) и ссылки на покупателя и сам товар. Если нужно, можно по этим связям попасть в нужную таблицу и узнать подробности о той или другой записи.

Если у покупателя поменяется номер телефона, то нам достаточно будет поменять это в одной таблице «Клиенты». Благодаря тому, что в «Покупки» записывается только код покупателя, нам не нужно менять имя больше нигде — данные сами обновятся автоматически, когда мы захотим посмотреть, кто именно купил табурет.

Сетевые

В отличие от реляционных баз, в сетевых между таблицами и записями может быть несколько разных связей, каждая из который отвечает за что-то своё.

Если мы возьмём базу данных с сайта Кинопоиска, то она может выглядеть так:

Особенность сетевой базы данных в том, что в ней запоминаются все связи и всё содержимое для каждой связи. Базе не нужно тратить время на поиск нужных данных, потому что вся информация об этом уже есть в специальных индексных файлах. Они показывают, какая запись с какой связана, и быстро выдают результат.

Например, вы посмотрели «Начало» Кристофера Нолана и вам понравился этот фильм. Когда вы перейдёте к списку фильмов, которые он ещё снял, база на сайте сделает так:

А главное — база сделает это очень быстро, потому что ей не нужно просматривать всю базу в поисках нужных фильмов. Она сразу видит, какие фильмы с чем связаны, и выдаёт ответ.

Иерархические

Иерархия — это когда есть вышестоящий, а есть его подчинённые, кто ниже. У них могут быть свои подчинённые и так далее. Мы уже касались такой модели, когда говорили про деревья и бустинг.

В такой базе данных сразу видно, к чему относятся записи, где они лежат и как до них добраться. Самый простой пример такой базы данных — хранение файлов и папок на компьютере:

Видно, что на диске C: есть много папок: Dropbox, eSupport, GDrive и все те, которые не поместились на экране.

Внутри папки GDrive есть ###_Inbox и #_Альбатрос, а внутри #_Альбатроса — десятки других папок. Если мы посмотрим на скриншот, то увидим, то должностная инструкция бухгалтера лежит с остальными файлами внутри папки Должностные и охрана труда, которая лежит внутри папки Инструкции.

Иерархическая база данных знает, кто кому подчиняется, и поэтому может быстро находить нужную информацию. Но такие базы можно организовать только в том случае, когда у вас есть чёткое разделение в данных, что главнее, а что ему подчиняется.

Главное о базах данных

Источник

Базы данных и СУБД

Для правильной работы сайта нужны не только файлы с кодом страниц, но и базы данных. Для взаимодействия с БД используются системы управления базами данных (СУБД). В этой статье я расскажу о базах данных и СУБД, их разновидностях и основных отличиях.

Как работают базы данных

В базе данных может содержаться различная информация: личные данные пользователей, записи, даты, заказы, список клиентов и так далее. К примеру, если у вас интернет-магазин, то база данных вашего сайта может содержать прайс-листы, каталог товаров или услуг, отчеты, статистику и информацию о покупателях.

Любую информацию можно быстро заносить в базу данных и так же быстро извлекать ее при необходимости.

Важную роль играет взаимосвязь информации в базе данных: изменение одной строчки может привести к значительным изменениям других строк. Работать с данными таким образом гораздо проще и быстрее, чем если бы изменения касались только одного места.

Однако это не значит, что база данных обязательно должна быть у каждого сайта – к примеру, если у вас сайт-визитка, и никакой новой информации вы на сайте не размещаете, то база данных вам будет попросту не нужна.

Система управления базами данных (СУБД)

Система управления базами данных (сокращенно СУБД) – это программное обеспечение для создания и работы с базами данных.

Главная функция СУБД – это управление данными (которые могут быть как во внешней, так и в оперативной памяти). СУБД обязательно поддерживает языки баз данных, а также отвечает за копирование и восстановление информации после каких-либо сбоев.

Реляционные СУБД и язык SQL

Реляционные и объектно-реляционные СУБД являются одними из самых распространенных систем. Они представляют собой таблицы, в которых каждый столбец (он называется «field» или «поле») упорядочен и имеет определенное уникальное название. Последовательность строк (их называют «records» или «записи») определяется последовательностью ввода информации в таблицу. При этом обрабатывание столбцов и строк может происходить в любом порядке. Таблицы с данными связаны между собой специальными отношениями, благодаря чему с данными из разных таблиц можно работать – к примеру, объединять их при помощи одного запроса.

Для управления реляционными базами данных применяется особый язык программирования – SQL. Сокращение расшифровывается как «Structured query language», в переводе на русский – «язык структурированных запросов».

Команды, которые используются в SQL, делятся на:

Схема работы с базой данных выглядит следующим образом:

5 лучших СУБД

Далее я кратко расскажу о лучших СУБД, которые чаще всего используются при создании веб-проектов.

MySQL

MySQL является одной из самых популярных и распространенных СУБД, которая используется во многих компаниях (например, Facebook, Wikipedia, Twitter, LinkedIn, Alibaba и других). MySQL представляет собой реляционную СУБД, которая относится к свободному программному обеспечению: она распространяется на условиях GNU Public License. Как правило, эту систему управления базами данных определяют как хорошую, быструю и гибкую, рекомендованную к применению в небольших или средних проектах.

У MySQL есть множество различных преимуществ. Например, она поддерживает различные типы таблиц – как известные MyISAM и InnoDB, так и более экзотичные HEAP и MERGE. Кроме того, количество поддерживаемых типов постоянно растет. MySQL выполняет все команды быстро – возможно, сейчас это самая быстрая СУБД из всех существующих. С этой системой управления базами данных может одновременно работать неограниченное количество пользователей, а число строк в таблицах может достигать 50 миллионов.

Так как в сравнении с некоторыми другими системами MySQL поддерживает меньшее количество возможностей, то и работать с ней значительно проще, чем, к примеру, с PostgreSQL, о которой будет рассказано ниже.

Для работы с MySQL используется не только текстовый, но и графический режим. Это становится реальным благодаря приложению phpMyAdmin: для работы в приложении вам даже не нужно знать SQL-команды, а администрировать свою базу данных можно прямо через браузер.

MySQL – это выбор тех, кому необходима СУБД для проекта небольшого или среднего размера, быстрая и удобная в работе и без сложностей с администрированием.

PostgreSQL

Эта свободно распространяемая система управления базами данных относится к объектно-реляционному типу СУБД. Как и в случае с MySQL, работа с PostgreSQL основывается на языке SQL, однако, в отличие от MySQL, PostgreSQL поддерживает стандарт SQL-2011. Эта СУБД не имеет ограничений ни по максимальному размеру базы данных, ни по максимуму записей или индексов в таблице.

Если говорить о преимуществах PostgreSQL, то в первую очередь это надежность транзакций и репликаций, возможность наследования и легкая расширяемость. PostgreSQL поддерживает различные расширения и варианты языков программирования, такие как PL/Perl, PL/Python и PL/Java. Также есть возможность загружать C-совместимые модули.

Многие отмечают, что в отличие от MySQL данная СУБД имеет хорошую и подробную документацию, которая дает ответы практически на все вопросы.

О том, что это более масштабная, чем MySQL, СУБД, говорит и тот факт, что PostgreSQL периодически сравнивают с такой мощной системой управления данных, как Oracle. Все это позволяет говорить о PostgreSQL как об одной из самых продвинутых СУБД на данный момент.

SQLite

На данный момент это одна из самых компактных СУБД. Также она является встраиваемой и реляционной.

SQLite позволяет хранить все данные в одном файле и, благодаря своему небольшому объему, отличается завидным быстродействием. SQLite значительно отличается от MySQL и PostgreSQL своей структурой: движок и интерфейс этой СУБД находятся в одной библиотеке – и именно это позволяет выполнять все запросы очень быстро. Другие СУБД (MySQL, PostgreSQL, Oracle и т.д.) используют парадигму «клиент-сервер», когда взаимодействие происходит через сетевой протокол.

Из недостатков можно отметить отсутствие системы пользователей и возможности увеличения производительности.

Oracle

Эта СУБД относится к объектно-реляционному типу. Название произошло от названия разработавшей эту систему фирмы Oracle. Наравне с SQL СУБД использует процедурное расширение под названием PL/SQL, а также язык Java.

Oracle – это система, отличающаяся стабильностью уже не один десяток лет, поэтому ее выбирают корпорации, для которых важна надежность восстановления после сбоев, отлаженная процедура бэкапа, возможность масштабирования и другие ценные возможности. К тому же эта СУБД обеспечивает отличную безопасность и эффектную защиту данных.

В отличие от других СУБД, стоимость покупки и использования Oracle достаточно высока, и именно это зачастую является значимым препятствием к ее использованию в небольших фирмах. Вероятно, именно это также является причиной того, что в рейтинге лучших СУБД на 2016 год в России Oracle находится лишь на 6-м месте.

MongoDB

Эта СУБД отличается тем, что она предназначена для хранения иерархических структур данных, и поэтому ее называют документоориентированной (она представляет собой документное хранилище без использования таблиц или схем). MongoDB имеет открытый исходный код.

Используя идентификатор, вы можете производить быстрые операции над объектом. Также эта СУБД хорошо показывает себя и при сложных взаимодействиях. В первую очередь речь идет о быстродействии – в некоторых случаях приложение, написанное на MongoDB, будет работать быстрее, чем такое же приложение, использующее SQL, т.к. MongoDB относится к классу СУБД NoSQL и пользуется объектным языком запросов, который значительно легче SQL.

Однако этот язык имеет и свои ограничения, и потому MongoDB следует использовать в случаях, когда нет необходимости в сложных и нетривиальных выборках.

Заключение

Выбор СУБД – это важный момент при создании своего ресурса. Отталкивайтесь от своих задач и возможностей, пробуйте и экспериментируйте, чтобы найти именно тот вариант, который будет наиболее подходящим.

Источник

Базы данных и их разновидности

База данных (БД) –это совокупность массивов и файлов данных, организованная по определённым правилам, предусматривающим стандартные принципы описания, хранения и обработки данных независимо от их вида.

Основные классификации баз данных

Существует огромное количество разновидностей баз данных, отличающихся по различным критериям. Основные из них:

Центральным понятием в области баз данных является понятие модели.

Модель данных — это некоторая абстракция, которая, будучи приложима к конкретным данным, позволяет пользователям и разработчикам трактовать их уже как информацию, то есть сведения, содержащие не только данные, но и взаимосвязь между ними.

Виды:

1) Иерархическая база данных – каждый объект, при таком хранение информации, представляется в виде определенной сущности, то есть у этой сущности могут быть дочерние элементы, родительские элементы, а у тех дочерних могут быть еще дочерние элементы, но есть один объект, с которого все начинается. Получается своеобразное дерево. Примером иерархической базы данных может быть документ в формате XML или файловая система компьютера.

Следует сказать, что базы данных подобного вида оптимизированы под чтение информации, то есть базы данных, имеющие иерархическую структуру умеют очень быстро выбирать запрашиваемую информацию и отдавать ее пользователям. Но такая структура не позволяет столь же быстро перебирать информацию. Здесь можно привести первый пример из жизни: компьютер может легко работать с каким-либо конкретным файлом или папкой (которые, по сути, являются объектами иерархической структуры), но проверка компьютера антивирусам осуществляется очень долго. Второй пример – реестр Windows.

На изображении Вы можете увидеть структуру иерархической базы данных. В самом верху находится родитель или корневой элемент, ниже находятся дочерние элементы, элементы находящиеся на одном уровне называются братьями или соседними элементами. Соответственно, чем ниже уровень элемента, тем вложенность этого элемента больше.

Объектные базы данных — это модель работы с объектными данными.

Такая модель баз данных, несмотря на то, что она существует уже много лет, считается новой. И её создание открывает большие перспективы, в связи с тем, что использование объектной модели баз данных легко воспринимается пользователем, так как создается высокий уровень абстракции. Объектная модель идеально подходит для трактовки такого рода объектных данных как изображение, музыка, видео, разного вида текст.

Объектно-ориентированная база данных (ООБД) — база данных, в которой данные моделируются в виде объектов, их атрибутов, методов и классов.

Объектно-ориентированные базы данных обычно рекомендованы для тех случаев, когда требуется высокопроизводительная обработка данных, имеющих сложную структуру.

2) Объектно-реляционные СУБД объединяют в себе черты реляционной и объектной моделей. Их возникновение объясняется тем, что реляционные базы данных хорошо работают со встроенными типами данных и гораздо хуже — с пользовательскими, нестандартными. Когда появляется новый важный тип данных, приходится либо включать его поддержку в СУБД, либо заставлять программиста самостоятельно управлять данными в приложении.

Не всякую информацию имеет смысл интерпретировать в виде цепочек символов или цифр. Представим себе музыкальную базу данных. Песню, закодированную в виде аудиофайла, можно поместить в текстовое поле большого размера, но как в таком случае будет ли осуществляться текстовый поиск?

3) Реляционная(или табличная) БД содержит перечень объектов одного типа, т.е. объектов с одинаковым набором свойств.

Такую базу удобно представлять в виде двумерной таблицы (или, чаще всего, нескольких связанных между собой таблиц).

Примером такой таблицы может служить БД «Учащиеся», представляющая собой перечень объектов (учеников), каждый из которых имеет фамилию, имя, отчество, дату рождения, класс, номер личного дела и др.

Столбцы такой таблицы называют полями; каждое поле характеризуется своим именем (названием соответствующего свойства объекта) и типом данных, которые это поле может хранить. Каждое поле обладает определенным набором свойств (размер, формат и т. п.). Т. о., поле БД — это столбец таблицы, содержащий значения определенного свойства объектов.

Строки таблицы являются записями. Записи разбиты на поля. Каждая строка таблицы содержит запись об одном единственном объекте, включая все его свойства.

В каждой таблице должно быть хотя бы одно ключевое поле, содержимое которого уникально для любой записи в этой таблице. Значения ключевого поля однозначно определяют каждую запись в таблице. В приведенном выше примере ключевым полем может являться поле «Номер личного дела». Очень часто в качестве ключевого поля используется поле, содержащее данные типа счетчик.

4) Сетевые базы данных являются своеобразной модификацией иерархических баз данных. Если Вы внимательно смотрели на изображение выше, то наверняка обратили внимание, что к каждому нижнему элементу идет только одна стрелочка от верхнего элемента. То есть у иерархических баз данных у каждого дочернего элемента может быть только один потомок. Сетевые базы данных отличаются от иерархических тем, что у дочернего элемента может быть несколько предков, то есть элементов стоящих выше него. Для большей наглядности и понимания структуры сетевых баз данных обратите внимание на изображение:

Стоит заметить, что сетевые базы данных обладают примерно теми же характеристиками, что и иерархические базы данных. Но сейчас нас не особо интересуют иерархические и сетевые базы данных, данная тема больше относится к формату XML.

5) Функциональные базы данных используются для решения аналитических задач: финансовое моделирование и управление производительностью. Функциональная база данных или функциональная модель отличается от реляционной модели. Функциональная модель также отличается от других аналогично названных концепций, включая модель функциональной базы данных DAPLEX и базы данных функциональных языков.

Функциональная модель является частью категории оперативной аналитической обработки (OLAP электронной таблице,), поскольку она включает многомерное иерархическое объединение. Но она выходит за рамки OLAP, требуя ориентирования ячейки, подобно тому, где ячейки могут быть введены или рассчитаны как функции других ячеек. Также, как и в электронных таблицах, данная модель поддерживает интерактивные вычисления, в которых значения всех зависимых ячеек автоматически обновляются каждый раз, когда изменяется значение ячейки.

SQL

SQL — язык структурированных запросов, основной задачей которого является предоставление простого способа считывания и записи информации в базу данных.

Функции языка SQL:

СУБД

Большинство современных СУБД построено на реляционной модели данных. Для получения информации из отношений (таблиц) базы данных в качестве языка манипулирования данными в теоретическом плане используется язык SQL

СУБД — система управления базами данных, совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных

Основные функции СУБД:

Типы данных в SQL

Каждый столбец в таблице базы данных должен иметь имя и тип данных.

SQL разработчики должны решить, какие типы данных будут храниться внутри каждого столбца таблицы при создании таблицы SQL. Тип данных представляет собой метку и ориентир для SQL, чтобы понять, какой тип данных, как ожидается, внутри каждого столбца, а также определяет, как SQL будут взаимодействовать с хранимыми данными.

В следующей таблице перечислены общие типы данных в SQL:

SQL Data Type — Краткий справочник в разрезе БД

Тем не менее, различные базы данных предлагают различные варианты для определения типа данных.

В следующей таблице приведены некоторые из общих названий типов данных между различными платформами баз данных:

Источник

Базы данных — что это такое, где применяют

Для чего используют базы данных

Как понять, что для хранения и обработки конкретных данных нужна БД, а не привычный ресурс? Необходимо проанализировать сами сведения и цели их использования. Принимают во внимание 3 момента:

К примеру, программист делает сайт, где каждый желающий пользователь имеет возможность вести дневник наблюдения за погодой в месте проживания. Ежедневно наблюдатель вносит показания в разработанную форму. Позже он отслеживает изменение погодных условий и сравнивает сведения за несколько лет. Задача программиста — сохранение этих фактов и их обработка для того, чтобы наблюдатель смог произвести необходимые расчеты и сделать соответствующие выводы.

В этих целях и используют БД, благодаря которым возможно не только просматривать данные в таблице, но и анализировать их.

Как управлять базой данных. Понятие СУБД

База данных — массив общего пользования в информационной системе, где хранят структурированные сведения. Для управления программой существует особый софт. Он называется СУБД — система управления базами данных. Для удобства программисты и пользователи именуют базой данных всю хранящуюся информацию, СУБД и связанные с ними приложения.

Большинство БД представляют собой таблицы, в столбцах и строках которых размещены сведения. Пользователи управляют последними, изменяют их, упорядочивают, обновляют и контролируют. В основном данные вносят и запрашивают с помощью SQL — языка структурированных запросов (об этом позже).

Задачи, которые ставят перед БД

Работа крупных корпораций основана на использовании большого массива информации. Соответственно, сотрудники должны получать оперативные ответы даже на очень сложные запросы. Администраторы БД, в свою очередь, повышают производительность используемого софта, чтобы:

Чтобы своевременно решать все вышеперечисленные задачи, необходимо привлекать и обучать новых специалистов, т. к. БД становятся сложнее, а объемы рабочей информации возрастают.

Типы баз данных

Для сохранения и обработки сведений используют различные БД. Выбор конкретного варианта зависит от того, как определенная компания планирует использовать информацию. Среди множества продуктов сегодня в основном популярны реляционные SQL и нереляционные NoSQL. В первом случае СУБД оперативно и эффективно вносит сведения в строки и столбцы таблиц, структурируя их, и предоставляет к ним доступ. Второй вариант отлично справляется с хранением и обработкой неструктурированных либо слабоструктурированных сведений. Сейчас популярность NoSQL возрастает вместе с усложнением и распространением веб-приложений, а также более низкой производительностью и трудным масштабированием SQL-моделей.

Это основные из используемых сегодня баз данных. Другие варианты менее популярны и применяются для решения узкоспециализированных задач — финансовых, научных и других. Разработчики создают новые типы БД, внедряют облачные технологии, автоматизируют процессы. «На вооружение» поступают продукты с открытым исходным кодом, управляемые как SQL, так и NoSQL, облачные, многомодельные, автономные и другие варианты.

Система управления базами данных является встраиваемым модулем либо полнофункциональной программой. Ее задача — обработка информации, внесение ее в базу и предоставление доступа пользователям. Сегодня работают 2 модели. SQL-СУБД вносят данные в готовую схему, а NoSQL-СУБД формируют структуру во время работы со сведениями, исключая жесткие связи между ними. Такой подход позволяет экспериментировать с разными вариантами доступа.

Самые популярные реляционные СУБД

Для удобной работы с реляционными БД больше всего подойдут системы управления MySQL, Oracle и Microsoft SQL Server. Они строго отслеживают незыблемость структуры, представленной как комплекс таблиц с многочисленными полями и ячейками.

MySQL

Бесплатный софт от компании Oracle. Имеет открытый исходный код. Стабильно работает с любыми операционными системами, тщательно тестируя обновления перед тем, как внедрить их. Репликация базы на несколько узлов снижает нагрузку, при этом увеличивая доступность программы. При желании софт можно доработать самостоятельно либо найти в библиотеке готовые исправления.

Oracle

Oracle Database — частый выбор корпораций. Пользователям коммерческой версии часто предлагают грамотные обновления, круглосуточно оказывают техподдержку. Oracle работает с любыми ОС. Обладает серьезным преимуществом — способностью восстановить предыдущую версию БД.

Microsoft SQL Server

Microsoft SQL Server чаще других выбирают представители малого и среднего бизнеса. Работает только с ОС Windows и Linux. Обладает простым интерфейсом.

Наиболее распространенные нереляционные СУБД

Управлять нереляционными БД проще всего при помощи систем MongoDB, Apache Cassandra и Google Cloud BigTable. Это гибкие многофункциональные продукты, которые хранят всю информацию как единый целостный объект в одной базе. Сведения могут выглядеть и как одиночный объект, но при этом система обязательно обслужит все запросы.

MongoDB

MongoDB — бесплатная, но качественная программа, которую чаще других применяют для работы с NoSQL. Приложение позволяет изменять схемы данных во время работы, масштабироваться по горизонтали, обладает простым интерфейсом. Сегодня софт обладает высокой популярностью благодаря внедрению в решение глобальной облачной БД.

Apache Cassandra

Apache Cassandra — приложение, легко адаптируемое для решения любых задач, особенно масштабных проектов. Идентичность узлов позволяет быстро и удобно нарастить архитектуру БД. Программа гарантирует высокоскоростную запись, быстрое предоставление информации и безотказность действий. Восстановление и резервное копирование обеспечивает безопасность сведений.

Google Cloud BigTable

Google Cloud BigTable — разработка Google, быстрая и безотказная система. Репликация БД обеспечивает долговечность, стабильность и доступность приложения при сбоях. Особенности продукта позволяют отделить рабочую нагрузку, чтобы провести приоритетный анализ.

Сравнение SQL и NoSQL

Подавляющее большинство пользователей достаточно давно используют SQL-системы, доверяя их надежности. Наиболее распространена СУБД MySQL. Ниже приведем сравнение SQL и NoSQL, чтобы вы самостоятельно смогли сделать вывод и выбрать наилучший в вашей ситуации вариант.

Как видим, SQL-системы просты, понятны и надежны, но и NoSQL в этом плане не отстают от них и стремятся если не перегнать, то хотя бы догнать по популярности.

Заключение

Из статьи вы получили простое и понятное представление о том, что такое базы данных, какие существуют типы и системы управления БД. Сравнили характеристики SQL-СУБД и NoSQL-СУБД. Если у вас остались вопросы, свяжитесь со специалистами компании «АйТиСпектр» и получите профессиональную консультацию и помощь системных администраторов.

Источник